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Curso de Pós Graduação em Gestão AmbientalCurso de Pós Graduação em Gestão Ambiental
Módulo - EcologiaMódulo - Ecologia
Ecologia de Ambiente do solo:
• Características Gerais
• Propriedades
• Efeitos de Poluição Antrópica • Biomassa
• Ciclos de Carbono, Nitrogênio, Enxôfre, Fósforo
Importancia de Estudos do Solo
• Agricola– Fonte de nutrientes para plantas– Substrato de Crescimento e suporte– Reciclagem Nutrientes (decomposição)– Biomassa microbiana Xx
• Mineral – Fonte Minerais e elementos– Mineração
Argila + Mat. Org. + Biomassa = Fração coloidal do soloArgila + Mat. Org. + Biomassa = Fração coloidal do solo
SoloAmbiente heterogêneo formado pela desintegração
de rochas-mãe
Particulas Inorgânicas
• Argila
• Silte
• Areia
Particulas Orgânicas
• Biomassa
• Matéria Orgânica
Componentes Minerais do Solo
Areia
0,05 a 2 mm
Silte
0,02 a 0,05 mm
Argila
Menor que 0,02 mm
a) Granulos de Areia. Aspectos irregulares com predominancia de quartizito.
b) Silte muito similar à areia mas com menor tamanho
c) Argila muito ampliada ( Feldspato)
Original photos by J. R. Glasmann, Union Oil Research. Diagram published in Brady,
The Nature and Properties of Soils, 9th Edition, Macmillan Publishing Co.
Caolinita Montmorilonita
ilita
Part. solo
Argilas Silicatadas
Propriedades Gerais de Coloides
• Tamanho < 1,0 µm
• Superficie ativa alta (interna e externa)
• Carga residual negativa
• Capacidade de Troca Cationica (CTC)
• Tipos: Argilas
Matéria Orgânica
Biomassa
• Características Físicas– Textura e Estrutura
– Compactação (densidade)
– Umidade (capacidade de retenção de água)
• Caracteristicas Química
(Nutrientes)– pH
– Capacidade de troca catiónica (CTC)
– Disponibilidade de Nutrientes (NPKS Ca Mg)
Solo: Propriedades Físicas e Química
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
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102030405060708090100
Argiloso(muito fino)
Argiloso(fino)%
arg
ila
% lim
o
% areia
Arenoargiloso
Areno-limo-argiloso
Areno-limosoareia
Barrentoarenoso Barrento grosso Limoso
(puro)
barrento
Limoso-argila
Barro fino
barro limoso
Caracteristicas do Solo
• Textura – Diversas combinações de Areia Silte e Argila
• EstruturaCom o desenvolvimento do solo as particulas tendem a se juntar formando agregados. O Elemento cimentante destes agregados e o material produzido por microrganismos do solo.Importancia dos agregados - Propriedades Fisico-quimicas – Oxigênio, umidade, retençao de nutrientes etc
Tipos de Estrutura do SoloGranular Bloco
Prismatico
Colunar
Placas
SOLO – Aspectos Estruturais
Po ou Poeira Massa ou Barro
Ausencia de Estrutura no solo
SOLO: Aspectos Estruturais
Formação do solo:
Clima (intemperismo)
Organismos
Rocha- mãe
Tempo
Vulcanismo(?)
Perfíl de um solo Horizontes
L – “Litter” ou Serapilheira
0 – Região de decomposição
A – Orgânico - Húmus
E - Lixiviação
B – Sub-solo
C – Região Intemperizada
R – Rocha- mãe
Luvisol escuro
Podsolico Ferrico
HumicoCernozem
escuro
Perfis de alguns tipos de solos
Tamanho de Partículas e espaço poroso
Interações de moléculas de água com superfície de argilas, cátions e anions no solo.
Super-ficie da Argila
Solução do solo
água
Argilas Silicatadas e sua interação com ions da soluçao do solo
Características dos colóides Orgânicos do Solo
Humus
•Material orgânico altamente polimerizado
•Elevada Recalcitrancia e estrutura omplexa
•Componentes: C= 40-50% N= 1 a 5%
•Carga Residual Negativa – Elevada CTC
•Efeito benéfico para as propriedades do solo
Ilustraçao da determinaçao da Capacidade de Troca Cationica (CTC) de um solo
Alguns valores representativos da capacidade de troca cationica nos diversos tipos de solos
(pH = 7,0)
Material do soloCapacidade de Troca Cationica (CEC)
Material do Solo Capacidade Troca CATIÔNICA (CTC)
Cmols Kg-1
Mat. Orgânica (Húmus) 100-300Vermiculita ( Argila) 100-150Smectita (Argila) 100-150Caolinita (Argila) 2-16Óxidos Hidratados 2-8
Atividades Antropicas no Solo – Impactos ambientais
Impactos Ambientais Negativos
Fertilizaçao Quimica
Irrigaçao e salinização de solos
Acidificação (Chuva ácida)
Desmatamento (Diminuição da materia orgãnica)
Erosão
Impactos positivos
Agricultura organica ( Adição de Matéria Orgânica)
Plantio direto ( Matéria |Orgânica da Palha no solo)
Ilustraçao dos mecanismos de geração de chuva acida nos solos e lagos
Programa de Pós-graduação em Engenharia ambiental – PPGEA-UFES
EcologiaEcologia
CICLO DO CARBONOCICLO DO CARBONO
Transformações do Carbono no Ambiente
Composição (%) da Biomassa Bacteriana
50%
20%15%
8% 3%
1%
2%
1%
7%
Carbono (C)
Oxigenio (O)
Nitrogenio (N)
Hidrogenio (H)
Fosforo (P)
Enxôfre S
Potássio K
Ca,Cl, Mg,Fe,Micro
Reservatório de C [C] x 1011 ton % Total
Biosfera (100)
Atmosfera 7,0 9.7
Biomassa 4,8 6.3
Águas continentais 2,5 3.5
Marinho 5,0 a 8,0 11.0
Mat. Orgânica do solo 30 a 50 70,0
Profundidade ( ate 16 Km) (100)
Detritos orgânicos (Mar.) 30 0,00037
Petróleo 100 0,00050
Marinho (abissal) 345 0,00170
Sedimentos 200.000 99,763
Onde está o Carbono?
CarbonoCarbono
FotossínteseFotossínteseQuimiossinteseQuimiossintese
RespiraçãoRespiraçãoCombustãoCombustão
Mat. Org. (CHO)Mat. Org. (CHO)BiomassaBiomassa
COCO22 + H + H22OO
Autótrofos
Heterótrofos
Ciclagem do Carbono
Carbono Fóssil (DEP.)
Carbono Fóssil (DEP.)
Niveis de CO2 atmosféricos de 1958 a 2000
Desde iniciou-se a medida do dioxido de carbono
atmosférico pode-se constatar um aumento significativo de 13% de 1958 a 2000. Isto é
devido à quima de combustíveis fósseis e (carros + industrias). Os prováveis efeitos deste incremento de CO2 são: 1) aumento de
temperatura devido ao efeito estufa, 2) alterações nos
regimes sazonais, 3) alteração das calotas polares e aumento
dos níveis dos oceanos.
O Ciclo do Carbono
Química do carbonato em sistemas aquáticos
CaCO3 + H2O + CO2 Ca++ + 2HCO3-
CO2 + H2O H2CO3- H+ + HCO3
-
Solubilidade
Acidez x alcalinidade
Ciclo da matéria orgânica – Biodegradabilidade aeróbia
Resumo do Processo de Humificação de Resíduos
Biomassa refere-se à material biológico fresco ou com vida derivado de qualquer ser vivo, como por exemplo uma árvore recém cortada, folhas recém colhidas, insetos ou microrganismos.
Resíduo orgânico natural, refere-se principalmente à biomassa já morta ou em início de decomposição. Geralmente é muito difícil a separação física nítida entre biomassa e resíduo.
Material orgânico natural, geralmente refere-se aos a um tipo específico de resíduo ou, também, aos componentes orgânicos presentes na biomassa ou resíduos orgânicos, tais como amido, celulose, hemiceluloses, quitina, etc.
Matéria Orgânica Resíduos ou material orgânico já processado e complexado no ambiente. Geralmente tomado como sinônimo de Húmus, no seu estágio de processamento final e já estabilizado.
Xenobiótico refere-se a compostos orgânicos artificialmente produzidos e que podem constituir uma fração do resíduo orgânico presente em um ambiente.
Recalcitrância é o termo que descreve a resistência a transformações ou decomposição de uma determinada molécula ou resíduo orgânico.
Biodegradabilidade – Propriedade de um composto ou substância ser transformada em CO2 ou CH4 ou moleculas menores facilmente assimilaveis. Sin. Decomposiçao ou biotransformação